1.強(qiáng)化噴丸概念

      在了解噴丸強(qiáng)化技術(shù)之前，有必要將拋丸、噴砂、噴丸的三個(gè)容易混淆的概念解釋一下。這三個(gè)概念其實(shí)就四個(gè)字：噴、拋、丸、砂，其中，噴拋是工藝方法，丸砂是使用的材料。噴，是用高壓空氣將丸、砂吹到工件的表面，拋是用高速旋轉(zhuǎn)的葉片拋射到工件表面，丸用的是鋼丸，砂用的是石英砂等。

      噴丸過程就是將大量彈丸噴射到零件表面上的過程，有如無數(shù)小錘對(duì)表面錘擊，因此，金屬零件表面產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的塑性形變，使零件表面產(chǎn)生一定厚度的冷作硬化層，稱為表面強(qiáng)化層，此強(qiáng)化層會(huì)顯著地提高零件的疲勞強(qiáng)度。測(cè)評(píng)強(qiáng)化丸質(zhì)量有三個(gè)基本參數(shù)：強(qiáng)度、覆蓋率、表面粗糙度。

      2.噴丸強(qiáng)度

      影響噴丸強(qiáng)度的工藝參數(shù)主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時(shí)間等。彈丸直徑越大，速度越快，彈丸與工件碰撞的動(dòng)量越大，噴丸的強(qiáng)度就越大。噴丸形成的殘余壓應(yīng)力可以達(dá)到零件材料抗拉強(qiáng)度的60％，殘余壓應(yīng)力層的深度通常可達(dá)0.25mm，最大極限值為１mm左右。噴丸強(qiáng)度需要一定的噴丸時(shí)間來保證，經(jīng)過一定時(shí)間，噴丸強(qiáng)度達(dá)到飽和后，再延長(zhǎng)噴丸時(shí)間，強(qiáng)度不再明顯增加。在噴丸強(qiáng)度的阿爾門試驗(yàn)中，噴丸強(qiáng)度的表征為試片變形的拱高。

      3.阿爾門（Almen）試驗(yàn)

      噴丸強(qiáng)度常用N試片（用于有色金屬試驗(yàn)）、A試片（最常用）、C試片（更高強(qiáng)度）來進(jìn)行測(cè)量，A試片和C試片之間關(guān)系為近似3倍關(guān)系。如用C試片測(cè)得強(qiáng)度為0.15-0.20Cmm就相當(dāng)于0.45-0.60Amm。圖中厚的為C試片，薄的為A試片。

      試驗(yàn)過程中，先測(cè)量試片原有變形，然后將卡好該試片的工裝置于噴丸箱內(nèi)，采用與工件相同的工藝進(jìn)行噴射。噴丸結(jié)束，取下試片，測(cè)量變形拱高。

      4.噴丸覆蓋率

      覆蓋率是指工件上每一個(gè)點(diǎn)被鋼丸打到的次數(shù)，有人對(duì)噴丸覆蓋率常這樣認(rèn)為：我的噴嘴1上1下噴工件2遍，不就可以滿足200％的覆蓋率了嗎？乍一聽覺得有道理，其實(shí)不是這樣的。

      覆蓋率的測(cè)量是這樣的：先在工件表面涂上一層彩釉或螢光釉，然后按工藝參數(shù)對(duì)工件進(jìn)行噴丸，每噴表面一遍將工件取出，在顯微鏡（放大鏡）下觀察所殘留的涂層在表面所占的比例，如還有20％殘留，則覆蓋率為80％。當(dāng)殘留只有2％，即覆蓋率為98％時(shí)，可視為全部清除，即覆蓋率為100％，此時(shí)就有一個(gè)時(shí)間。若達(dá)到400％的覆蓋率，就是4倍的該時(shí)間。

      5.覆蓋率的影響因素

      影響覆蓋率的因素有零件材料硬度、彈丸直徑、噴射角度和距離、噴丸時(shí)間等。在規(guī)定的噴丸強(qiáng)度條件下，零件的硬度低于或等于標(biāo)準(zhǔn)試片硬度時(shí)，覆蓋率能達(dá)到100％；反之，覆蓋率會(huì)下降。在相同的彈丸流量下，噴嘴與工件的距離越長(zhǎng)、噴射的角度越小、彈丸直徑越小，達(dá)到覆蓋率要求的時(shí)間就越短。噴丸強(qiáng)化時(shí)，應(yīng)選擇大小合適的彈丸、噴射角度及距離，使噴丸強(qiáng)度和覆蓋率同時(shí)達(dá)到要求值。

      6.表面粗糙度

      由于鋼丸的噴射，對(duì)工件表面的粗糙度產(chǎn)生一定的變化。影響表面粗糙度的因素有零件材料的強(qiáng)度和硬度、彈丸直徑、噴射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。在其他條件相同的情況下，零件材料的強(qiáng)度和表面硬度值越高，塑性變形越困難，彈坑越淺，表面粗糙度值越小；彈丸的直徑越小，速度越慢，彈坑就越淺，表面粗糙度值就變小；噴射的角度大，彈丸速度的法向分量越小，沖擊力越小，彈坑越淺，彈丸的切向速度越大，彈丸對(duì)表面的研磨作用就越大，表面粗糙度值就越??；零件的原始表面粗糙度也是影響因素之一，原始表面越粗糙，噴丸后表面粗糙度值降低越小；相反，表面越光滑，噴丸后表面變得粗糙。當(dāng)對(duì)零件進(jìn)行高強(qiáng)度的噴丸后，深的彈坑不但加大表面粗糙度值，還會(huì)形成較大的應(yīng)力集中，嚴(yán)重削弱噴丸強(qiáng)化的效果。